Panda 코봇과 함께 안전하게 일하기

생산 인력과 함께 협력하여 일하는 로봇으로 기존 생산 작업을 빠르고 안전하게 자동화할 수 있다. Moser Zerspanungstechnik이 이와 같은 사례를 잘 보여준다. 이 과정에서 앱을 이용하면 작업 조정이 쉬워진다.

라인홀드 셰퍼(Reinhold Schäfer)

핵심 내용

  • Moser Zerspanungstechnik은 한 달도 안 되는 기간에 코봇 솔루션을 구축하였다.
  • Franka Emika의 로봇 ‘판다(Panda)’는 로봇 앱을 사용하여 빠르게 구성할 수 있었다.

많은 중소기업들이 로봇을 적용하기에 앞서 움츠러드는 경향이 있다. 중소기업들은 로봇이 고가이기 때문에 현실적으로 사용할 수 없다고 여기거나, 로봇 사용을 현실화하기 위한 프로젝트를 구현하는데 시간이 너무 많이 걸린다고 생각한다. 하지만 자동화 프로젝트를 얼마나 신속하게 이행할 수 있는지 Moser Zerspanungstechnik GmbH 사례에서 확인할 수 있었다. “우리는 로봇 솔루션이 우리에게 적합한지를 저렴한 비용으로 테스트하고 싶었습니다.”(하네스 모저, 대리인)

코봇이 해법이다

2020년 5월 4일, 하네스 모저는 이를 알아보기 위해 여러 로봇 제조사에 실현 가능성을 문의하였다. 개발 업체인 Franka Emika와 협력하여 코봇 ‘판다’를 제작하는 TQ 사로부터 결정적인 답이 돌아왔다. “해당 프로세스를 촬영한 영상을 보내달라는 요청이 있었습니다. TQ 사는 해당 영상을 분석한 후, 이번 프로젝트를 Franka Emika의 협력 로봇, 이른바 코봇으로 구현할 수 있다고 확인해 주었습니다.”

Moser Zerpanungstechnik는 곧바로 프로토타입을 통해 테스트를 진행할 수 있었다. 2주 후인 5월 20일에 주문을 하고, 2020년 5월 29일에 납품이 이루어졌다. Moser Zerpanungstechnik는 8월에 코봇을 한 대 더 주문하였고, 추가 주문한 코봇은 9일 만에 도착하여 설치를 완료하였다.

“코봇을 생각보다 간단하게 연결할 수 있어 깜짝 놀랐습니다. 코봇을 생산 시설에서 바로 투입할 수 있었고, 사용 후 삼 개월 만에 ROI(투자자본 수익)가 이루어졌습니다.”(하네스 모저) 코봇 판다는 Moser Zerpanungstechnik는 부품 박스에서 부품을 꺼낸 후 이를 선반에 올리고, 가공을 마친 후 선반에서 다시 부품을 꺼내어 벌크로 상자에 옮겨진다. “이러한 과정이 아무 문제 없이 진행됩니다.”(하네스 모저)

본지 MM은 로봇 개발자에게 새로운 적용 사례를 구성하는 것이 얼마나 쉬운지 직접적으로 질문하였다. Franka Emika GmbH의 CEO이자 공동 설립자인 Dr. 시몬 하다딘에 따르면 이는 워크플로우에 기반한 직관적인 접근법 덕분이고, 사용자를 중심에 두는 사용 능력, 시간 및 공간적 여건에 좌우되지 않는 자동화 솔루션이기 때문에 가능하다는 것이다. “Franka Emika는 로봇 앱을 사용합니다. 이 앱은 로봇 기능을 하나로 묶은 것으로 그리핑, 로딩, 삽입, 나사 체결과 같은 생산 공정의 모듈식 구성 요소입니다. 브라우저 기반 가상 프로그래밍 인터페이스인 데스크를 통해 앱 시퀀스를 간단하게 조합하여 전체 로봇 임무를 시간 효율적인 마우스 클릭으로 설정할 수 있습니다. 이렇게 형성된 설정을 빠르게 조정할 수 있고 재사용할 수도 있으며, 여러 로봇에 나누어 지정할 수도 있습니다. 덕분에 셋업 비용도 훨씬 줄어들고 효율성과 유연성은 높아집니다.”(시몬 하다딘)

Franka Emika GmbH CEO이자 공동 설립자인 시몬 하다딘에 의하면, 앱을 사용하여 로봇 시스템 판다를 쉽게 셋업할 수 있다고 한다. “이 앱은 로봇 기능을 하나로 묶은 것으로 그리핑, 꽂기, 삽입, 나사 체결과 같은 생산 공정의 모듈식 구성 요소입니다.”

모토는 플러그 & 플레이이다

시몬 하다딘에 따르면 시스템을 빠르게 구성할 수 있도록 사용자에게 박스 하나로 제공한다고 한다. 이 박스에는 로봇을 설치하고 작동 개시를 위해 필요한 모든 것이 들어 있다. “나사 네 개로 몇 분 만에 로봇을 설치할 수 있으며, 플러그를 꽂으면 유니버설 소켓을 통해 전류가 공급됩니다. 이더넷 케이블로 어떤 컴퓨터나 랩톱 그리고 태블릿 단말기든 로봇 맘에 연결할 수 있고, 데스크를 열어 로봇을 사용할 수 있습니다.” 픽 & 플레이스와 같은 전통적인 산업 어플리케이션에서 조립, 테스트, 품질 점검과 같은 비자동화 어플리케이션에 이르기까지 어떤 환경에서든 코봇을 즉시 설치하여 작동을 개시할 수 있다. “한 작업에서 그다음 작업으로 로봇 장비를 교체하는 데 몇 분이면 충분합니다. 그로 인해 민첩한 자동화 프로세스에서 유연하게 대처할 수 있습니다.”(시몬 하다딘)

품질이 향상된다

이 로봇 시스템의 뛰어난 점은 무엇인가? 나사 체결과 같이 지금까지 수동으로 이루어지는 프로세스와 작업을 자동화할 수 있다. “이런 작업을 자동화하면, 회사는 생산 중에 품질을 지속적으로 점검하고 부족한 노동력을 메울 수 있습니다.”(시몬 하다딘)

패트릭 마르히온, Robofact AG의 메디컬 사업부 매니저이자 이사: “요즘은 로봇 시스템에 다양한 조작 방법이 제공됩니다. 그래픽이 지원되는 앱으로 로봇 시스템을 직관적으로 조작할 수 있습니다. 숙련된 프로그래머는 프로그램 일부를 코딩할 수도 있습니다.”

코봇 사용자들이 생산 작업에서 무엇을 기대할 수 있는지 Robofact AG의 메디컬 사업부 매니저이자 이사인 패트릭 마르히온은 다음과 같이 설명하였다. “요즘은 그래픽이 지원되는 앱으로 로봇 시스템을 간단하고 직관적으로 조작할 수 있습니다. 숙련된 프로그래머는 프로그램 일부를 코딩할 수도 있습니다.” 로봇은 유연하게 사용할 수 있도록 다양한 그리퍼 옵션을 제공되고, 다양한 환경에서 사용할 수 있으며, 간단하게 통합하여 유연하게 확장할 수 있다.

패트릭 마르히온은 이 경량 로봇의 특별한 장점에 대해 설명하였다. “경량 로봇은 유연하게 사용할 수 있습니다. 로봇에게 쉽게 접근할 수 있고, 작동 개시할 수 있으며 구성했다가 해체하기가 용이합니다.” 이 경량 로봇에는 진공이나 압축 공기를 제공할 필요가 없고, 230V 소켓(독일)만 있으면 된다.

패트릭 마르히온은 Franka Emika의 로봇 ‘판다’가 유용하다고 하였다. “판다는 이러한 요구 사항을 지원하는 다양한 특성을 지니고 있습니다. 판다는 앱으로 간단히 프로그래밍할 수 있고 복합적인 인터페이스로 확장하거나 Franka 컨트롤 인터페이스로 프로그래밍할 수 있습니다. 이때 다양한 자료와 문서가 도움이 됩니다.”

또한 로봇 ‘판다’는 다양한 파지 방법이 제공된다. 기본적으로 진공 그리퍼 또는 투 핑거 그리퍼로 작동한다. “숙달된 작업자라면 두 그리퍼 사이를 교체하는 데 몇 분밖에 걸리지 않습니다. 투 핑거 그리퍼의 그리퍼 조는 복잡하지 않은 방식으로 교체할 수 있습니다. 따라서 그리퍼를 제품에 맞추어 빠르게 조정할 수 있습니다.”(패트릭 마르히온)

이 로봇은 컨트롤러, 조립 방법 및 무게 덕분에 트롤리나 테이블 플레이트에 고정하기에 이상적이다. 따라서 이 로봇은 산업체, 학교, R&D에 사용하기에 적합하다. 패트릭 마르히온은 그 이유를 다음과 같이 설명하였다. “이 로봇은 소프트웨어를 설치하지 않고 일반 랩톱으로도 제어할 수 있습니다. 복잡하지 않은 방법으로 신속하게 구성하고 해체할 수 있으며, 구성 요소도 별로 없고 케이블은 하나이기 때문에 무겁지도 않습니다.”

이 코봇과 같은 경량 로봇은 앱을 통해 신속하게 조정할 수 있고, 작업자와 직접적으로 협력할 수 있다.

센서 덕분에 로봇이 민감하다

패트릭 마르히온은 로봇의 감도를 특히 강조하였다. “개별 축에 통합된 토크 센서와 힘 센서를 통해 로봇이 섬세하게 느낄 수 있습니다. 이로 인해 로봇은 주변 환경과 공작물 또는 제품에 매우 민감하게 반응할 수 있습니다.” 결과적으로 윤곽선 따라가기 및 민감한 삽입과 같은 활동에 매우 적합하다. “이 로봇은 힘을 조절할 수 있기 때문에 작업에 따라 적절하게 조정할 수 있습니다. 따라서 이 로봇은 로봇과 인간 간의 협력 및 협업에도 적합합니다. 하지만 필수적인 안전 사항을 준수해야 합니다.”(패트릭 마르히온) 이 로봇은 전자 및 제약 산업, 연구 및 교육 분야, R&D 분야에서 특히 자주 사용한다.

“이 로봇의 속도는 데이터 시트에 2,000mm/s로 명시되어 있습니다. 이는 확장된 로봇 팔에 적용됩니다. 실제로는 그렇지 않습니다. 도달 거리는 로봇을 중심으로 855mm이고 리프팅 힘은 3kg입니다.“(패트릭 마르히온) 하지만 그리퍼도 고려해야 한다. “그리퍼가 무거우면 공작물 또는 제품의 유효 적재량을 줄일 수 있습니다.”(패트릭 마르히온)

클라우드 기반 온라인 플랫폼인 Franka World와의 연결은 산업용 IoT 분야에서 추가 개발을 위한 기반이라고 시몬 하다딘은 설명한다. 이는 보다 효율적이고 유연한 자동화 옵션을 위한 새로운 길을 열어준다.